GIÁO TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG ĐIỆN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐẮK LẮK Khoa: Điện Đ ắk Lắ k - - GIÁO TRÌNH ng TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN đẳ ng Mã mô dun: MĐ26 C ao NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Tr ườ ng Trình độ: Cao đẳng nghề Biên soạn: ThS Nguyễn Văn Ban Lưu hành nội bộ, 2014 ng ườ Tr C ao ng đẳ ng ắk Đ Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Đ ắk Lắ k Bài: CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Định nghĩa hệ truyền động điện Hệ truyền động máy sản xuất 2.1 Truyền động máy bơm nước 2.2 Truyền động mâm cặp máy tiện 2.3 Truyền động cần trục máy nâng Cấu trúc chung hệ truyền động điện Phân loại hệ thống truyền động điện 4.1 Theo đặc điểm động điện 4.2 Theo tính điều chỉnh 4.3 Theo thiết bị biến đổi 4.4 Một số cách phân loại khác Phụ tải phần truyền động điện 5.1 Phụ tải truyền động điện 5.2 Phần truyền động điện C ao đẳ ng ng Bài: CƠ HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 11 Các khâu khí truyền động điện, tính toán qui đổi khâu khí truyền động điện 11 1.1 Các khâu khí truyền động điện 11 1.2 Tính đổi đại lượng học 11 Đặc tính máy sản xuất động điện 13 2.1 Đặc tính máy sản xuất 13 2.2 Đặc tính động điện 14 2.3 Độ cứng đặc tính 15 2.4 Sự phù hợp đặc tính động điện đặc tính cấu sản xuất 15 Các trạng thái làm việc xác lập hệ TĐĐ 15 Câu hỏi ôn tập 17 Tr ườ ng Bài: CÁC ĐẶC TÍNH VÀ CÁC TRẠNG THÁI LÀM VIỆC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN 19 Đặc tính động điện DC, trạng thái khởi động hãm 19 1.1 Động điện chiều kích từ độc lập kích từ song song 19 1.2 Đặc tính động chiều kích từ nối tiếp (ĐMnt) hỗn hợp (ĐMhh) 37 Đặc tính động điện không đồng bộ, trạng thái khởi động hãm 45 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 45 2.2 Phương trình đặc tính 47 2.3 Các trạng thái khởi động hãm 49 2.4 Ảnh hưởng thông số điện đặc tính 55 Đặc tính động điện đồng bộ, trạng thái khởi động hãm 59 3.1 Đặc tính động ĐĐB 59 3.2 Đặc tính góc động ĐĐB 59 Câu hỏi ôn tập 61 Trang ThS NGUYỄN VĂN BAN Đ ắk Lắ k Bài: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 65 Khái niệm điều chỉnh tốc độ hệ truyền động điện; tốc độ đặt; tiêu chất lượng truyền động điều chỉnh 65 1.1 Khái niệm điều chỉnh tốc độ truyền động điện 65 1.2 Tốc độ đặt 65 1.3 Chỉ tiêu chất lượng 65 Điều chỉnh tốc độ động điện chiều kích từ độc lập song song 66 2.1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp phần ứng 67 2.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi từ thông 68 2.3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở mạch phần ứng .69 2.4 Hệ truyền động máy phát - động (F - Đ) 69 2.5 Hệ truyền động chỉnh lưu - động 72 Điều chỉnh tốc độ động điện xoay chiều pha KĐB 75 3.1 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện trở phụ mạch Rotor 76 3.2 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi điện áp đặt vào mạch Stator .76 3.3 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi tần số nguồn xoay chiều 77 3.4 Điều chỉnh tốc độ cách thay đổi số đôi cực động 77 C ao đẳ ng ng Bài: ỔN ĐỊNH TỐC ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 79 Khái niệm ổn định tốc độ; độ xác trì tốc độ .79 Hệ truyền động vòng kín 79 2.1 Nguyên lý chung 79 2.2 Ổn định tốc độ động điện 80 2.3 Ổn định tốc độ động không đồng .84 Hạn chế dòng điện truyền động điện tự động 85 Câu hỏi ôn tập 85 Tr ườ ng Bài: ĐẶC TÍNH ĐỘNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 87 Đặc tính động truyền động điện .87 Quá độ học; độ điện - hệ truyền động điện 87 Khởi động hệ truyền động điện, thời gian mở máy .88 Hãm hệ truyền động điện, thời gian hãm; dừng máy xác 88 4.1 Hãm hệ truyền động, thời gian hãm .88 4.2 Dừng máy xác .89 Câu hỏi ôn tập 89 Bài: CHỌN CÔNG SUẤT ĐỘNG CƠ CHO HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 91 Phương pháp chọn động truyền động cho tải theo nguyên lý phát nhiệt .91 1.1 Mục đích việc tính toán công suất động 91 1.2 Phát nóng nguội lạnh động 91 1.3 Các chế độ làm việc truyền động điện 92 Tính chọn công suất động cho truyền động không điều chỉnh tốc độ .92 2.1 Chọn công suất động làm việc dài hạn 92 2.2 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn 93 Trang TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.3 Chọn công suất động làm việc ngắn hạn lặp lại 94 Tính chọn công suất động cho truyền động có điều chỉnh tốc độ 94 Kiểm nghiệm công suất động 95 Tính chọn công suất động truyền động cho cầu trục 95 5.1 Động truyền động cấu nâng – hạ 95 5.2 Tính chọn công suất động cho cấu di chuyển theo phương nằm ngang 99 5.3 Ví dụ tính chọn công suất động cho cấu nâng hạ 100 ng Đ ắk Lắ k Bài: BỘ KHỞI ĐỘNG MỀM (SOFT STARTER) 103 Khái quát chung khởi động mềm 103 1.1 Các phương pháp khởi động 103 1.2 Khởi động mềm, dừng mềm 106 Bộ khởi động mềm Altistart 01 107 2.1 Giới thiệu, tính 107 2.2 Sơ đồ đấu dây ATS01N106FT 108 Bộ khởi động mềm 3RW4024-1BB14 (Siemems) 108 3.1 Chức ngõ vào 109 3.2 Chức ngõ 109 3.3 Sơ đồ đấu dây 3RW4024-1BB14 110 3.4 Khảo sát chức 113 ườ ng C ao đẳ ng Bài: BỘ BIẾN TẦN (INVERTER) 117 Biến tần 3G3JX 117 1.1 Sơ lược biến tần OMRON 117 1.2 Sơ đồ nối dây Biến Tần 117 1.3 Bảng điều khiển 120 1.4 Cài đặt thông số Biến Tần 120 1.5 Các chức Biến Tần 140 1.6 Khảo sát chức biến tần 3G3MV 146 Biến tần Micro matter 440 146 2.1 Các phím chức 146 2.2 Các cổng vào/ra cách kết nối 147 2.3 Khảo sát hoạt động 149 Tr Bài: 10 BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO 151 Giới thiệu điều khiển máy điện Servo 151 1.1 Sự khác servo motor động thông thường 151 1.2 Giới thiệu APD-VS01NL 152 Kết nối mạch động lực 153 2.1 Chế đồ điều khiển vị trí 153 2.2 Chế độ điều khiển tốc độ 154 2.3 Chế độ điều khiển momen 155 2.4 Chế độ tốc độ/vị trí 156 Trang ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k 2.5 Chế độ tốc độ/momen 157 2.6 Chế độ vị trí/momen 158 Khảo sát chức 159 3.1 Khảo sát đặc tính n = f(M) 159 3.2 Khảo sát đặc tính M = f(n) 159 3.3 Đặt tốc độ làm việc 159 3.4 Đặt tốc độ dừng 159 Tài liệu tham khảo 160 Trang TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI: CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Thời gian: Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm, đặc điểm, ý nghĩa của hệ truyền động điện - Giải thích được cấu trúc chung và phân loại hệ truyền động điện - Rèn luyện đức tính chủ động, nghiêm túc học tập và công việc Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k Định nghĩa hệ truyền động điện Truyền động cho máy, dây chuyền sản xuất mà dùng lượng điện gọi truyền động điện (TĐĐ) Hệ truyền động điện tập hợp thiết bị như: thiết bị điện, thiết bị điện từ, thiết bị điện tử, cơ, thủy lực phục vụ cho việc biến đổi điện thành cung cấp cho cấu chấp hành máy sản xuất, đồng thời điều khiển dòng lượng theo yêu cầu công nghệ máy sản xuất Hệ truyền động máy sản xuất 2.1 Truyền động máy bơm nước Động điện Đ biến đổi điện thành tạo mômen M làm quay trục máy cánh bơm Cánh bơm cấu công tác CT, chịu tác động nước tạo mômen MCT ngược chiều tốc độ quay  trục, mônem tác động lên trục động cơ, ta gọi mômen cản MC cân với mômen động Hình 1.1 Truyền động máy bơm nước cơ: M = MC hệ có chuyển động ổn định với tốc độ không đổi  = const 2.2 Truyền động mâm cặp máy tiện Cơ cấu công tác CT bao gồm mâm cặp MC, phôi ( kim loại) PH cặp mâm dao cắt DC (Hình 1.2) Khi làm việc động Đ tạo mômen M làm quay trục, qua truyền lực TL gồm đai truyền cặp bánh răng, chuyển động quay truyền đến mâm cặp cấu công tác có chiều ngược với chiều chuyển động Nếu dời điểm đặt MCT trục động ta có mômen cản MC (thay cho MCT) Cũng tương ví dụ trước, M = MC hệ làm việc ổn định với tốc độ quay  = const độ cắt dao phôi không đổi Trang Tr ườ ắk ng ng C ao đẳ ng 2.3 Truyền động cần trục máy nâng Cơ cấu công tác gồm trống tời TT, dây cáp C tải trọng G Lực trọng trường G tác động lên trống tời tạo mômen cấu công tác MCT dời điểm đặt trục động ta có mômen cản MC (thay cho MCT) Còn động Đ tạo mômen quay M Khác với ví dụ trước cần trục máy nâng MCT (hoặc MC) có chiều tác động lực trọng trường định nên không phụ thuộc chiều tốc độ, nghĩa có trường hợp ngược chiều chuyển động - cấu công tác tiêu thụ lượng động cung cấp có trường hợp MCT chiều chuyển động cấu công tác gây chuyển động, tạo lượng cấp cho trục động Đ Hình 1.2 Truyền động mâm cặp máy tiện Lắ k ThS NGUYỄN VĂN BAN Hình 1.3 Truyền động cần trục Cấu trúc chung hệ truyền động điện Về cấu trúc, hệ thống TĐĐ (hình 1.4) nói chung bao gồm khâu: Trang TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BBĐ Lưới điện Đ TL CCSX ĐK Uđk Hình 1.4: Cấu trúc hệ truyền động điện Lắ k Uph Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk - BBĐ: (Bộ biến đổi)Hình dùng biến dòng điện (xoay 1.1:để Cấu trúcđổi hệ loại thống truyền động điện chiều thành chiều ngược lại), biến đổi loại nguồn (nguồn áp thành nguồn dòng ngược lại), biến đổi mức điện áp (hoặc dòng điện), biến đổi số pha, biến đổi tần số Các BBĐ thường dùng máy phát điện, hệ máy phát - động (hệ F-Đ), chỉnh lưu không điều khiển có điều khiển, biến tần - Đ: Động điện, dùng để biến đổi điện thành hay thành điện (khi hãm điện) Các động điện thường dùng là: động xoay chiều KĐB ba pha rotor dây quấn hay lồng sóc; động điện chiều kích từ song song, nối tiếp hay kích từ nam châm vĩnh cữu; động xoay chiều đồng - TL: Khâu truyền lực, dùng để truyền lực từ động điện đến cấu sản xuất dùng để biến đổi dạng chuyển động (quay thành tịnh tiến hay lắc) làm phù hợp tốc độ, mômen, lực Để truyền lực, dùng bánh răng, răng, trục vít, xích, đai truyền, ly hợp điện từ - CCSX: Cơ cấu sản xuất hay cấu làm việc thực thao tác sản xuất công nghệ (gia công chi tiết, nâng/hạ tải trọng, dịch chuyển ) - ĐK: Khối điều khiển, thiết bị dùng để điều khiển biến đổi BBĐ, động điện Đ, cấu truyền lực Khối điều khiển bao gồm cấu đo lường, điều chỉnh tham số công nghệ, khí cụ, thiết bị điều khiển đóng cắt có tiếp điểm (các rơle, công tắc tơ) hay tiếp điểm (điện tử, bán dẫn) Một số hệ TĐĐ TĐ khác có mạch ghép nối với thiết bị tự động khác máy tính điều khiển, vi xử lý, PLC Một hệ thống truyền động điện gọi hệ hở phản hồi, gọi hệ kín có phản hồi, nghĩa giá trị đại lượng đầu đưa trở lại đầu vào dạng tín hiệu để điều chỉnh lại việc điều khiển cho đại lượng đầu đạt giá trị mong muốn Phân loại hệ thống truyền động điện Người ta phân loại hệ truyền động điện theo nhiều cách khác tùy theo đặc điểm động điện sử dụng hệ, theo mức độ tự động hoá, theo đặc điểm chủng loại thiết bị biến đổi Từ cách phân loại hình thành tên gọi hệ 4.1 Theo đặc điểm động điện - Truyền động điện chiều: Dùng động điện chiều Truyền động điện chiều sử dụng cho máy có yêu cầu cao điều chỉnh tốc độ mômen, có chất lượng điều chỉnh tốt Tuy nhiên, động điện chiều có cấu tạo phức tạp giá thành cao, đòi hỏi phải có nguồn chiều, trường hợp yêu cầu cao điều chỉnh, người ta thường chọn động KĐB để thay Trang ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k - Truyền động điện không đồng bộ: Dùng động điện xoay chiều không đồng Động KĐB ba pha có ưu điểm có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vận hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha Tuy nhiên, trước hệ truyền động động KĐB lại chiếm tỷ lệ nhỏ việc điều chỉnh tốc độ động KĐB có khó khăn động điện chiều Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ công nghiệp chế tạo thiết bị bán dẫn công suất kỹ thuật điện tử tin học, truyền động không đồng phát triển mạnh mẽ khai thác ưu điểm mình, đặc biệt hệ có điều khiển tần số Những hệ để đạt chất lượng điều chỉnh cao, tương đương với hệ truyền động chiều - Truyền động điện đồng bộ: Dùng động điện xoay chiều đồng ba pha Động điện đồng ba pha trước thường dùng cho loại truyền động không điều chỉnh tốc độ, công suất lớn hàng trăm KW đến hàng MW (các máy nén khí, quạt gió, bơm nước, máy nghiền.v.v ) Ngày phát triển mạnh mẽ công nghiệp điện tử, động đồng nghiên cứu ứng dụng nhiều công nghiệp, loại giải công suất từ vài trăm W (cho cấu ăn dao máy cắt gọt kim loại, cấu chuyển động tay máy, người máy) đến hàng MW (cho truyền động máy cán, kéo tàu tốc độ cao ) 4.2 Theo tính điều chỉnh - Truyền động không điều chỉnh: Động quay máy sản xuất với tốc độ định - Truyền có điều chỉnh: Trong loại này, tuỳ thuộc yêu cầu công nghệ mà ta có truyền động điều chỉnh tốc độ, truyền động điều chỉnh mômen, lực kéo truyền động điều chỉnh vị trí 4.3 Theo thiết bị biến đổi - Hệ máy phát - động (F-Đ): Động điện chiều cấp điện từ máy phát điện chiều (bộ biến đổi máy điện) Thuộc hệ có hệ máy điện khuếch đại-động (MĐKĐ-Đ), hệ có BBĐ máy điện khuếch đại từ trường ngang - Hệ chỉnh lưu-động (CL-Đ): Động chiều cấp điện từ chỉnh lưu (BCL) Chỉnh lưu không điều khiển (Diode) hay có điều khiển (Thyristor) 4.4 Một số cách phân loại khác Ngoài cách phân loại trên, có số cách phân loại khác truyền động đảo chiều không đảo chiều, truyền động đơn (nếu dùng động cơ) truyền động nhiều động (nếu dùng nhiều động để phối hợp truyền động cho cấu công tác), truyền động quay truyền động thẳng Phụ tải phần truyền động điện 5.1 Phụ tải truyền động điện Phụ tải cấu công tác hệ truyền động điện Phụ tải hệ truyền động điện đa dạng Tính chất loại phụ tải khác tạo nên hệ truyền động điện khác Đặc trưng cho phụ tải hệ truyền động điện hình thành momen cản tác động lên trục động Mỗi cấu công tác khác tạo momen cản khác nhau, ví dụ như: momen cản năng, momen cản phản kháng, momen cản loại máy tiện, momen cản loại cần trục… 5.2 Phần truyền động điện Phần hệ truyền động điện bao gồm phần tử chuyển động từ rotor động cơ cấu công tác Mỗi phần tử chuyển động đặc trưng đại lượng sau: - Lực tác động (F): N (Niuton) Trang ThS NGUYỄN VĂN BAN đẳ ng ng Đ ắk Lắ k 1.6 Khảo sát chức biến tần 3G3MV 1.6.1 Vận hành Trình tự bước - Cấp nguồn cho biến tần - Đấu dây cho tải - Đấu dây cho ngõ vào, biến tần sử dụng phương pháp điều khiển tiếp điểm đấu dây - Cài đặt điện áp, dòng điện, tần số ngõ vào, - Cài đặt thông số cần thiết - Cài đặt kiểu điều khiển - Cài đặt chế độ giám sát - Nhấn Run để chương trình hoạt động - Khi có cố hay muốn dừng nhấn Stop/Reset 1.6.2 Các thực hành biến tần 3G3MV a Cài đặt các tham số bản V - Đặt tần số tham chiếu - Chọn cách thực lệnh Run - Tần số - Tần số lớn động - Cài đặt điện áp tối đa ngõ biến tần Tăng tốc Giảm tốc t F002/A092 F003/A093 - Cài đặt thời gian tăng, giảm tốc - Thoát chế độ cài đặt Chọn d001 (d001: hiển thị tần số ngõ ra, d013: hiển thị điện áp ngõ ra) Nhấn  Tr ườ ng C ao Nhấn phím mode b Cài đặt biến tần điều chỉnh tốc độ núm xoay c Cài đặt biến tần sử dụng các ngõ vào đa chức S1 = on : chạy thuận, off: dừng S2 = on : chạy nghịch, off: dừng * Lưu ý: nút SR/SK chọn PNP/NPN cho loại ngõ vào d Thiết lập biến tần chạy đa cấp tốc độ S1: chạy thuận S2: chạy nghịch S3: ngõ vào đa cấp tốc độ S4: ngõ vào đa cấp tốc độ S5: ngõ vào đa cấp tốc độ e Điều khiển biến tần thông qua Modbus Biến tần Micro matter 440 2.1 Các phím chức Các nút chức nắp biến tần: Trang 146 TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Bảng điều khiển/ Nút Chức Ý nghĩa Hiển thị trạng thái Màn hình LCD hiển thị chế độ cài đặt hành biến tần Truy nhập thông số Ấn nút làm cho biến tần khởi động động Nút có tác dụng sau cài đặt xong thông số P0700 = OFF1: Ấn nút khiến động dừng theo đặc tính giảm tốc chọn OFF2: Ấn nút hai lần (hoặc ấn lần giữ khoảng thời gian) khiến động dừng tự Ấn nút làm động đảo chiều quay Đảo chiều hiển thị dấu (-) điểm chấm nháy Nút không tác dụng mặc định - Ở trạng thái sẵn sàng chạy, ấn nút này, động khởi động quay với số chạy nhấp cài đặt trước Động dừng thả nút Ấn nút động làm việc tác động Nút dùng để xem thêm thông tin Khi ta ấn giữ nút hiển thị thông tin sau, thông số trình vận hành: Điện áp chiều mạch DC (hiển thị đơn vị V) Dòng điện (A) Tần số (Hz) Điện áp (hiển thị đơn vị V) Giá trị chọn thông số P0005 (Nếu P0005 cài đặt để hiển thị giá trị số giá trị từ1-4 giá trị không hiển thị lại) - Giải trừ lỗi: Nếu xuất cảnh báo thông báo lỗi, thông tin giải trừ cách ấn nút Fn Ấn nút cho phép người sử dụng truy nhập tới thông số Tăng giá trị Ấn nút làm tăng giá trị hiển thị Khởi động biến tần Lắ k Dừng biến tần Đảo chiều Đ ắk Chạy nhấp (thử ) Động C ao đẳ ng ng Nút chức Năng Giảm giá trị Ấn nút làm giảm giá trị hiển thị Trình đơn AOP Gọi trình đơn AOP (chức có AOP) Ví dụ cài đặt thông số: ng Bước Nhấn Ấn Kết hiển thị để truy nhập thông số đến P0003 hiển thị Ấn để tới mức giá trị thông số Ấn Ấn để xác nhận giá trị lưu lại giá trị Lúc mức cài đặt người sử dụng nhìn thấy tất thông số từ mức đến mức Tr ườ Thao tác để đạt giá trị mong muốn (ví dụ: 3) 2.2 Các cổng vào/ra cách kết nối Các đầu nối mạch lực Trang 147 ThS NGUYỄN VĂN BAN ườ Tr Trang 148 ắk Đ ng ng Đầu nguồn +10V Đầu nguồn +5V Đầu vào tương tự + Đầu vào tương tự Đầu vào số Đầu vào số Đầu vào số Đầu cách ly 24V/max.100mA Đầu ly 0V/max.100mA Đầu số / Tiếp điểm NO Đầu số/Chân chung Đầu tương tự + Đầu tương tự Cổng RS485 Cổng RS485 đẳ ADC+ ADCDIN1 DIN2 DIN3 RL1-B RL1-C DAC+ DACP+ N- Chức ng 10 11 12 13 14 15 Ký hiệu C ao Đầu dây Lắ k đầu vào pha L1/L ; L2/N , N3 đầu pha U ,V , W Các đầu dây điều khiển: Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý biến tần ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Tr Chức đầu nối và đầu vào số: có tác dụng cài đặt thông số P0700 = (nguồn lệnh), P1000 = (điểm đặt tần số) Mặc định: DIN1 (đầu nối số 5): khởi động động DIN2 (đầu nối số 6): đảo chiều động DIN3 (đầu nối số 7): Nhận biết lỗi Biến trở: điều chỉnh tần số phát 2.3 Khảo sát hoạt động - Cài đặt biến tần để điều khiển Khởi động, đảo chiều quay, thay đổi tốc độ từ bàn phím mặt biến tần - Cài đặt biến tần để điều khiển Khởi động, đảo chiều quay, thay đổi tốc độ từ panel đầu nối điều khiển bàn thí nghiệm Trang 149 ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k Trang 150 TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN BÀI: 10 BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN SERVO Thời gian: 19 Mục tiêu: Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k - Nhận biết được cổng vào, cổng bộ điều khiển máy điện Servo - Kết nối mạch động lực cho bộ điều khiển máy điện Servo - Khảo sát các đặc tính n = f(M); M = f(n) - Đặt được tốc độ làm việc, tốc độ dừng động - Nhận biết được các hệ truyền động dùng bộ điều khiển máy điện Servo sử dụng thực tế Giới thiệu điều khiển máy điện Servo 1.1 Sự khác servo motor động thông thường 1.1.1 Tăng tốc độ đáp ứng tốc độ Các động bình thường, muốn chuyển từ tốc độ sang tốc độ khác cần có khoản thời gian độ Trong số nhu cầu điều khiển, đòi hỏi động phải tăng/giảm tốc nhanh chóng để đạt tốc độ mong muốn thời gian ngắn nhất, hoặt đạt vị trí mong muốn nhanh Ví dụ bạn muốn điều khiển cấu từ vị trí X đến vị trí X’, ban đầu xa vị trí X’ động quay với vận tốc lớn để tăng tốc, nhiên đến gần X’ đòi hỏi động cần giảm tốc tức để đạt vị trí mong muốn cách xác loại trừ vọt lố vị trí Các động thường đáp ứng điều Để động đáp ứng yêu cầu phải thiết kế cho rút ngắn đáp ứng tốc độ động 1.1.2 Tăng khả đáp ứng Đáp ứng cần hiểu tăng/giảm tốc cần phải “mềm” nghĩa gia tốc số hay gần số Một số động thang máy hay số băng chuyền đòi hỏi đáp ứng tốc độ cấu phải “mềm”, tức trình độ vận tốc phải xảy cách tuyến tính Để làm điều cuộn dây động phải có điện cảm nhỏ nhằm loại bỏ khả chống lại biến đổi dòng điện mạch điều khiển yêu cầu Các động servo thuộc loại thường thiết kế giảm thiểu số cuộn dây mạch có khả thu hẹp vòng từ mạch từ khe hở không khí 1.1.3 Mở rộng vùng điều khiển (control range) Một số yêu cầu điều khiển cần điều khiển động dải tốc độ lớn định mức nhiều Động bình thường cho phép điện áp đặt lên phải điện áp chịu đựng động thông thường không lớn so với điện áp định mức Động servo thuộc loại có thiết kế đặt biệt nhằm gia tăng điện áp chịu đựng tăng khả bão hoà mạch từ động (nghĩa động làm việc đoạn phía cách xa đoạn cùi chỏ (knee point)) Như động Trang 151 ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k servo thuộc loại phải tăng cường cách điện sử dụng sắt Ferrit nam châm đất (rare earth) 1.1.4 Khả ổn định tốc độ Động servo loại thường thiết kế cho vận tốc quay ổn định Như bạn biết mạch điện hoàn hảo, từ trường hoàn hảo thực tế Chính động quay 1750 rpm nghĩa luôn quay 1750 rmp mà dao động quanh giá trị Động servo khác biệt với động thường chỗ độ ổn định tốc độ khác cao Các động servo loại thường sử dụng ứng dụng đòi hỏi tốc độ xác (như robot) Nó thiết kế cho gia tăng dòng từ mạch từ lên cao gia tăng từ tính cực từ Các rãnh rotor thiết kế với hình dáng đặc biệt cuộn dây rotor bố trí khác đặc biệt để đáp ứng yêu cầu 1.1.5 Tăng khả chịu đựng động Một số động servo thiết kế cho chịu đựng tín hiệu điều khiển tần số có khả chịu được yêu cầu tăng tốc bất ngờ từ điều khiển (có thể tạo xung điện hài bậc cao) Những động thường cải tiến phần để có tuổi thọ cao chống lại hao mòn ma sát ổ bi bạc đạn chổi than (đối với DC) Một động servo mang số đặc điểm để phù hợp với nhu cầu điều khiển người điều khiển 1.2 Giới thiệu APD-VS01NL 1.2.1 Nhận dạng điều khiển Servo - Các dòng sản phẩm - Các cổng kết nối: Trang 152 đẳ Tr ườ ng C ao Kết nối mạch động lực 2.1 Chế đồ điều khiển vị trí ng ng Đ ắk Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Trang 153 ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr 2.2 Chế độ điều khiển tốc độ Trang 154 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.3 Chế độ điều khiển momen Trang 155 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k ThS NGUYỄN VĂN BAN 2.4 Chế độ tốc độ/vị trí Trang 156 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 2.5 Chế độ tốc độ/momen Trang 157 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k ThS NGUYỄN VĂN BAN 2.6 Chế độ vị trí/momen Trang 158 Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Khảo sát chức 3.1 Khảo sát đặc tính n = f(M) 3.2 Khảo sát đặc tính M = f(n) 3.3 Đặt tốc độ làm việc 3.4 Đặt tốc độ dừng Trang 159 ThS NGUYỄN VĂN BAN Tr ườ ng C ao đẳ ng ng Đ ắk Lắ k Tài liệu tham khảo [1] Trịnh Đình Đề, Võ Trí An, Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp - 1983 [2] Vũ Quang Hồi,Trang bị điện - điện tử công nghiệp, NXB Giáo Dục - 2000 [3] Vũ Quang Hồi, Nguyễn Văn Chất, Nguyễn Thị Liên Anh, Trang bị điên - điện tử máy scông nghiệp dùng chung, NXB Giáo Dục [4] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền, Truyền động điện, NXB KH KT - 2001 [5] Nguyễn Mạnh Tiến, Vũ Quang Hồi, Trang bị điên - điện tử máy gia công kim loại, NXB Giáo Dục [6] Magnus Kjellberg SOFTSTARTER HANDBOOK, ABB, 2003 [7] Siemens AG, Manual Soft starters SIRIUS 3RW30 / 3RW40, 2010 [8] Schneider Electric, Altistart® 01Soft Starts, 2004 Trang 160